Головне управління освіти і науки Харківської Обласної Державної Адмінстрації

IX конкурс творчих робіт для школярів, молоді та сімей в рамках щорічного “Енерго — Фестивалю 2015” під девізом

“Енергонезалежності України — наші енергоефективні дії”

Номінація 2 :”Фактичні ресурсо — природозберігаючі або енергоефективні заходи в бюджетній сфері, підприємствах та побуту”.

«ЕКОЕНЕРГІЯ (реклама енергозберігаючих технологій на побутовому рівні)»

Роботу виконали : Глушко Анастасія, Задорожня Анна, Нгуєн Леонід, Плохотніченко Олена ,

учні 10 - А класу

Харківської загальноосвітньої школи I — III ступенів №60

Харківської міської ради Харківськох області

Керівники проекту : Синяєва О.А. Учитель географії і екології

Торгонська Н.П. Учитель історії , педагог - організатор

Після викидання металеве покриття батарейки руйнується від корозії, і важкі метали потрапляють у грунт і грунтові води, звідки вже недалеко і до річок, озер та інших водойм, використовуваних для питного водопостачання. Ртуть — один з найбільш небезпечних і токсичних металів, має властивість накопичуватися в тканинах живих організмів і може потрапити в організм людини як

безпосередньо з води, так і при вживанні в їжу продуктів, приготованих з отруєних рослин або тварин.

А якщо батарейку спалять на сміттєспалювальному заводі, то все в ній містяться токсичні матеріали потраплять в атмосферу.

За статистикою, українська сім'я щороку викидає до 500 грам використаних елементів живлення. Сумарно в столиці набирається 2-3 тисячі тонн батарейок. У Сполучених Штатах американці щорічно купують майже три мільярди різних батарейок, і близько 180 тисяч тонн цих батарейок в результаті потрапляють на звалища по всій країні.

Важко уявити, якої шкоди наноситься навколишньому середовищу в глобальному масштабі.

А що ж у нас?

Кожен з нас напевно користувався в своєму житті батарейками. Пульти, годинники, іграшки, телефони, маса інших речей — в будинку завжди є щось, що працює на батарейках. А вони мають властивість виробляти свій ресурс. Проте всі знають, що робити з відпрацьованими батарейками? Викинути у відро для сміття разом з іншим домашнім сміттям? Це неправильно!

На корпусі батареї практично завжди присутній знак у вигляді перекресленого сміттєвого контейнера, який повідомляє про те, що її не можна викидати разом з іншими побутовими відходами.

Але що такого шкідливого або небезпечного батарейках?

Незважаючи на те, що батарея може вибухнути, протекти і пошкодити ваше обладнання, або бути проглоченой вашою дитиною, основний вона завдасть шкоди, якщо не буде правильно утилізована. Взагалі, батарейки — це хімічні пристрої, елементи яких вступають в реакцію, даючи на виході електрика, яким ми й користуємося. Ці елементи, в основному, токсичні і небезпечні. свинець (накопичується в організмі, вражаючи нирки, нервову систему, кісткові тканини)кадмій (шкодить легеням і нирках)ртуть (вражає мозок і нервову систему)нікель і цинк (можуть викликати дерматит)луги (пропалюють слизові оболонки і шкіру) та інші

У нас все досить сумно: якщо ви твердо вирішили не шкодити природі, то пункт прийому доведеться ретельно пошукати навіть у столиці — що вже казати про інші міста. В Європі є лише три заводи, які мають потужності по переробці батарейок, і один з них знаходиться в Україні — Львівське державне підприємство «Аргентум». Однак з-за поганої організації збору батарейок у населення, завод не може функціонувати — підприємство розраховане на переробку тонни

батарейок в день, при цьому за півроку не вдалося зібрати і половини тонни.

При відсутності державного контролю, пункти збору все ж є — найчастіше їх організовують волонтери (за що їм величезне спасибі), але поступово підтягуються різні організації та торгові мережі.

Так як небезпечні матеріали містяться не тільки в батарейках, в деяких пунктах у вас можуть взяти стару побутову техніку, комп'ютери, люмінесцентні лампи і т. п.

P. S.: Вважається, що одна пальчикова батарейка забруднює важкими металами близько 20 кв. м. грунту. В лісовій зоні це територія проживання двох дерев, двох кротів, одного їжачка і декількох тисяч дощових черв'яків

Акумуляторні батареї. Види акумуляторів

Свинцево–кислотний акумулятор – на даний момент, цей тип акумуляторів вважається найбільш поширеним, знайшов широку область застосування як автомобільний акумулятор.Принцип дії акумулятораПринцип дії, як говорилося раніше в статті про акумулятори, заснований на окисно-відновної електрохімічної реакції. В даному випадку на реакції свинцю з діоксиду свинцю, що перебувають у сірчанокислотному середовищі. Під час використання акумулятора, відбувається розряд – на аноді відбуватиметься відновлення діоксиду свинцю, а на катоді – окислення свинцю.На відміну від інших типів акумуляторів, свинцево-кислотні більш-менш стійкі до холоду, як ми бачимо надалі – широке застосування на автотранспорті. Свинцево-кислотний акумулятор втрачає 1% своєї ємності на кожен градус відмінний від +20°C, що говорить про те, що при 0°C ємність свинцево-кислотного акумулятора буде складати лише 80% його ємності. Це обумовлено збільшенням в'язкості електроліту при низьких температурах, з-за чого він не може вступати в нормальній ступеня до електродів, а той

електроліт що надходить, швидко виснажується.Свинцево-кислотні акумулятори зберігаються тільки в зарядженому стані. Зберігання їх у розрядженому стані призводить до втрати працездатності.

Нікель-кадмієві (NiCd) – найбільше поширення отримали як заміна стандартного гальванічного елемента, так само застосовуються в електрокарах, трамваях і тролейбусах для здійснення харчування ланцюгів управління Нікель-кадмієві акумулятори (Ni-Cd) мають суттєво меншу область застосування порівняно з свинцево-кислотними акумуляторами, у зв'язку з посиленням вимог щодо екологічної боку використання даних акумуляторів та їх переробки. Основною областю застосування, про це коротко згадувалося в загальних відомостях про акумулятори, є використання у вигляді стандартного гальванічного елемента, застосування великих нікель-кадмієвих батарей на електрокарах ( використовується як тяговий), як бортові акумулятори в літаках і вертольотах, в трамваях і тролейбусах. Звичайно, потрібно не забути згадати використання даних акумуляторів для живлення автономних інструментів для будівництва, наприклад, жіночих сумочок, дрилів і т. п. Зберігання нікель-кадмієвих акумуляторів Рекомендується зберігати акумулятори в розрядженому вигляді, що б при зберіганні вони не втрачали свою ємність з-за саморозряду, після зарядки вони відновлять свої властивості повністю. Якщо зберігати акумулятор при низькій температурі, то це істотно знижує струм саморозряду, який, наприклад, при зберіганні в середовищі з температурою 0°С буде рівно в 2 рази менше, ніж при зберіганні з температурою 20°С. Вкрай рекомендується, після тривалого зберігання здійснити заряд-розряд акумулятора, струмом, який дорівнює ємності. Переваги нікель-кадмієвих акумуляторів: 1) можливість зберігання в розрядженому стані; 2) велика кількість робочих циклів при правильній експлуатації; 3) робота при низьких температурах;

4) пристосованість працювати в жорстких умовах експлуатації; 5) низька вартість. Недоліки нікель-кадмієвих акумуляторів: 1) основний недолік цих акумуляторів – ефект пам'яті; 2) токсичність використовуваних матеріалів;

3) струм саморозряду відносно великий;Нікель-метал-гідридний акумулятор (Ni-MH) — або нікель-металогідридні акумулятори, являють собою батарею, яка в свою чергу є джерелом струму, анод якого гідрид нікель-лантан, або нікель-літій, електроліт — гідроксид калію, і відповідно катод — оксид нікелю. Найбільшу популярність вони придбали, як заміна стандартному гальванічному елементу, що застосовуються в різних приладах і інструментах, у тому числі і будівельних інструментах. У порівнянні з нікель-кадмієвими акумуляторами, даний тип має на 15-20% більшу ємність, при тих же габаритах, а так само саморозряд нікель-металогідридних акумуляторів приблизно в 2 рази більше ніж у нікель-кадмієвих Переваги: – ємність підвищена приблизно на 20%, ніж у NiCd акумуляторів; – ефект пам'яті присутній, але значно меншою мірою порівняно з нікель-кадмієвими акумуляторами, і тому цикли при яких обслуговується акумулятор можна проводити в 2-3 рази рідше звичайного;– екологічно чисті і безпечні, з можливістю вторинної переробки.Недоліки: – малий час життя, приблизно в 500 циклів повного розряду/заряду, хоча цей параметр залежить від того, як використовувати батарею; – іноді їм необхідно проводити профілактику, у вигляді циклу повної розрядки і повної зарядки акумулятора; – після 3х років використання або зберігання нікель-металогідридні акумулятори починають втрачати свої основні характеристики; – має дуже високий саморозряд батареї; – погано переносять перезаряд, і під час зарядки виділяють велику кількість тепла; – погано переносять високі температури

Літій-іонні акумулятори (Li-ion) Чи Часто ви задаєте собі питання : яка акумуляторна батарея знаходиться у мене в ноутбуці?

Напевно саме у вашому ноутбуці стоїть літій-іонна батарея, яка здобула свою популярність як живлячий елемент для ноутбуків,

мобільних телефонів, фотоапаратів, відеокамер і т. д. Таке визнання ці батареї отримали внаслідок того, що їх не треба обслуговувати і

ці батареї мають дуже високу енергетичну щільність.

Характеристики літій-іонних акумуляторів Літій-іонні акумулятори мають робоче напруга дорівнює 3,5-3,7 В. Робочі температури

можуть варіюватися від -20 до +60 °С, хоча варто зауважити, що в теперішній час розробили акумулятори, які можуть працювати і

при -40 °С, а так само тепер стало можливе розширення температур і до більш високих.

Саморозряд даного типу акумуляторів становить 4-6% у перший місяць, потім зменшується. За рік акумулятор втрачає 10-20% ємності. Так само, можна сміливо сказати, що Li-ion акумулятори мають втрати ємності в рази менше, ніж втрати у нікель-кадмієвих акумуляторів. Ресурс роботи становить 500-1000 циклів. Зарядка літій-іонних акумуляторів Li-ion акумулятори можуть заряджатися в комбінованому режимі: з самого початку при постійному струмі (величиною 0.2 С до 1С) до напруги в 4.2 (це значення залежить від виробника батареї), а далі зарядка буде проходити при постійному напрузі. При заряді літій-іонних батарей струмом рівним 1С час, необхідний для заряду буде состовлять 2-3 години, і по досягненню напруги відсічки, струм буде значно зменшуватися і буде становити приблизно 3% від початкового зарядного струму. Зберігання літій-іонних акумуляторів Найкращими умовами для зберігання літій-іонних акумуляторів – це заряд на рівні 40-75% ємності, і при досить низькій температурі 5 °C. При цьому, слід зауважити, що при зберігання саме в холодному місці, істотно знижує саморозряд. Термін зберігання варіюється від 24 до 60 місяців. Однією з відмінних особливостей порівняно з нікелевими і нікель-металогідридними, літій-іонні акумулятори снижат ємність під впливом заряду. Тобто, чим більше буде заряд аккумлятора, тим менше буде його термін експлуатації і служби.

Літій-полімерні акумулятори (Li-pol) – це, можна сказати, більш вдосконалена літій-іонна батарея. Електролітом виступає

полімерний матеріал з вкрапленнями гелеобразного наповнювача з солями літію. А взагалі, якщо говорячи про літій-полімерні

акумулятори то їх можна розділити на три основних групи за складом електроліту: – сухі полімерні електроліти; – гелевидні

полімерні електроліти; – неводні розчини солей літію в полімерній матриці. Літій-полімерні акумулятори знайшли широке поширення

в цифрової техніки, мобільних телефонах, портативної техніки, ноутбуках і т. п. Необхідно зауважити, що існують спеціальні

силові акумулятори, які здатні віддавати великий струм, в десятки разів перевищує їх ємність. Ці силові літій-полімерні акумулятори

використовуються для радіокерованих моделей, і деяких типах електромобілів. Відмінною особливістю Li-pol і Li-Ion батарей є те,

що в перших замість сепараторів застосовується твердий електроліт, а гелієвий електроліт забезпечує поліпшення

іонообмінних процесів, тобто для зниження опору. Зарядка літій-полімерних акумуляторів Зарядка Li-pol акумуляторів схожий з

зарядкою літій-іонних, докладніше читайте в статті про літій-іонні акумулятори на нашому сайті.

Переваги літій-полімерних акумуляторів: – велика щільність – Низький саморозряд; – відсутність ефекту пам'яті; – широкий діапазон робочих температур: від – 20 до +50 °С; – можливість виробництва різних форм і конфігурацій акумуляторів (товщиною від 1мм). Зберігання літій-іонних акумуляторів Найкращими умовами для зберігання літій-іонних акумуляторів – це заряд на рівні 40-75% ємності, і при досить низькій температурі 5 °C. При цьому, слід зауважити, що при зберігання саме в холодному місці, істотно знижує саморозряд. Термін зберігання варіюється від 24 до 60 місяців. Однією з відмінних особливостей порівняно з нікелевими і нікель-металогідридними, літій-іонні акумулятори снижат ємність під впливом заряду. Тобто, чим більше буде заряд аккумлятора, тим менше буде його термін експлуатації і служби.

Недоліки:

– присутня схема для запобігання перегріву і перезаряду, що може бути джерелом займання;

– порівняно мала кількість робочих циклів літій-полімерної батареї -500-600, якщо порівнювати з іншими типами акумуляторів: NiMH – 500, Li-Ion – 500-1000, NiCd – 1000 циклів.

У підсумку, зараз літій-полімерні акумулятори постійно удосконалюються, змінюється технологія їх виготовлення, і число робочих циклів на даний момент може бути іншим.

Тип ЭДС (В) Область применения

свинцово-кислотные

Pb

2,1троллейбусы, трамваи, воздушные суда, автомобили, мотоциклы, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания

никель-кадмиевые

Ni-Cd

1,2 замена стандартного гальванического элемента, строительные электроинструменты, троллейбусы, воздушные суда

никель-металл-гидридные

Ni-MH

1,2 замена стандартного гальванического элемента, электромобили

литий-ионные

Li-ion3,7 мобильные устройства, строительные электроинструменты,

электромобили

литий-полимерные

Li-pol

3,7 мобильные устройства, электромобили

никель-цинковые

Ni-Zn

1,6 замена стандартного гальванического элемента

Як утилізувати батарейки, зменшити шкоду від них?

В першу чергу, переходьте, по можливості, на акумулятори – їх викидати доводиться набагато рідше!• Міра для оптимістів: збирати батарейки і чекати кращих часів, коли з'являться пункти прийому...

• Міра для оптимістів: здавати відпрацьовані акумулятори в рідкісні (але все ж існуючі) пункти прийому для подальшого захоронення.

• Зараз періодично проводяться акції, в ході яких активісти збирають у населення батарейки, після чого самі здають їх.

• Інформація від виробника батарей.• • 1. Які бувають типи батарейок? Чим вони різняться?• •

Сольові (вугільно-цинкові, марганцево-цинкові) батарейки. У них використовується пасивний вугілля і двоокис марганцю, електроліт з хлориду амонію і катод з цинку. У перервах між експлуатацією елементи живлення можуть «відновлюватися» — це обумовлено вирівнюванням локальних неоднорідностей в композиті електроліту, викликаних розрядом. Це трохи подовжує термін служби батареї. • •Алкалайнових (лужні) батарейки. Від марганцево-цинкових їх відрізняє хімічний склад електроліту - тут використовується лужний електроліт. Такі батарейки мають тривалий термін зберігання, а в процесі експлуатації напруга на електродах змінюється значно менше, ніж у елементів з сольовим розчином. • •Срібні батарейки мають катоди з оксиду срібла. Їх напруга на 0,2 вище, ніж вугільно-цинкових в одних і тих же умовах. В іншому срібні елементи живлення схожі на вугільно-цинкові.

• •Літієві батарейки володіють дуже великим терміном зберігання, високою щільністю енергії і зберігають працездатність у великому діапазоні температур, оскільки не містять води. До їх складу входить літієвий катод, органічний електроліт і анод з різних матеріалів. Так як літій має найвищий негативний потенціал по відношенню до інших металів, отже, він має найбільше номінальне напруга при мінімальних розмірах.

• 2. Що означає маркування батарейок?

• До недавнього часу існувала величезна кількість стандартів позначень, власне практично кожна фірма-виробник прагнула придумати свій стандарт.

Зараз існує 2 типи позначень:

1) Один з них прийшов із США, де прийнято класифікувати батарейки за фізичними розмірами, не вказуючи хімічний склад елемента. Ці позначення для циліндричних батарейок такі: D, С, АА, ААА. Такий порядок відповідає зменшенню розмірів. • 2) Одержав широке поширення й інший міжнародний стандарт позначень: LR20, LR14, LR6, LR03, 6F22. У ній фігурують два основних параметри, що описують розмір і форму батарейки, а також електрохімічну систему, на якій побудований елемент. Перша буква в позначенні містить інформацію про хімічному будову елемента. Якщо це буква "L", то перед вами лужна батарейка, якщо "S" - то срібно-цинкова, якщо "З" - літієва, якщо цієї літери немає - то сольова. "R" - означає циліндричну форму елемента, "F" - плоску.

Якщо перед буквеним позначенням стоїть цифра, то вона позначає кількість паралельно з'єднаних елементів у батареї. Наприклад, 6F22 позначає сольову батарейки типу "Крона", складається з шести 1,5-вольтів елементів. Кількість в кінці рядка позначає розміри елемента, а конкретніше - його радіус.

3. Які типи батарейок треба використовувати в різних пристроях?• Тип• Застосування• Сольові• Годинники, ліхтарі з низьким споживанням струму, радіо, іграшки, пульти дистанційного управління.• Сольові цинк-хлоридні• Годинники, ліхтарі з низьким споживанням струму, радіо, іграшки, пульти дистанційного управління.

• Лужні (алкалайнових)• Радіо з високим споживанням струму, електробритви, фотоспалахи, магнітофони, переносні телевізори, аудиоплейеры, іграшки з мотором, годинники, прилади з високим споживанням струму.• Срібно-цинкові• Слухові апарати, інструменти, наручні годинники, калькулятори.• Літієві• Фотоапарати, пристрої зберігання інформації, пристрої з високим споживанням струму, стільникові телефони, електронні записні книжки, наручні годинники, пульти дистанційного управління.

4. Поради щодо використання батарейок :• Завжди вставляйте батарейку в прилад відповідно до вказаної полярності.•

• Не використовуйте в одному приладі батарейки різних виробників і хім.систем, а також різного ступеня розряду.•

• Не кладіть батарейки на сонці - перегрів негативно позначається на працездатності. Використання батарейок на холоді вкорочує життя батарейки (чим нижче температура, тим менше тривалість роботи). Гарантовані характеристики можуть бути отримані при температурі вище 0... + 5 0С. Але завдяки зусиллям розробників останні "моделі" зберігають свою працездатність в різних діапазонах температур.

• Зберігання батарей у холодних місцях не знижує їх заряд (при тривалому зберіганні навіть рекомендується класти батарейки в холодильник), але майте на увазі, що перед використанням холодна батарея повинна повністю прогрітися (бажано добу)

•

Батарейки (особливо сольові) мають чудову властивість - під час "відпочинку" вони злегка відновлюють заряд. Згадайте ліхтарик, який ввечері майже не світить, а вранці вже горить, правда, недовго. Тому батарея, яка працює з перервами (хоча б на годину), прослужить трохи довше, ніж батарейка, з якої "витягують" все електрику за раз.

Сольові батарейки не рекомендується навантажувати більше двох годин. Якщо ви хочете слухати цілий день радіоприймач, то візьміть з собою два комплекту батарей і міняйте їх кожні дві години (один комплект працює - другий "відпочиває") - так вони прослужать довше.• • Не порушувати цілісність корпусу батарейки і не кидайте її у вогонь, навіть після використання.

• • Не вставляйте батарейки в зарядний пристрій - це може привести до поломки пристрою і навіть вибуху батареї.• • 5. Що таке саморозряд батарейок?• Саморозряд – це наслідок неробочого стану батареї, яке веде до втрати ємності. Саморозряд може виникати з двох причин. По-перше, це стосується нової продукції з моменту випуску і до початку використання. По-друге, якщо використовувати ресурс батарейки з досить довгими проміжками-перервами. Причина саморозряду криється в самій батарейці - нестійкості електродів, забруднення електроліту. Зазвичай за нормований термін зберігання батарейка втрачає близько 30% своєї початкової ємності. Найбільш сильно розряджається батарея на початку зберігання. Також саморозряд зростає при підвищенні температури.•

• 6. Який термін зберігання батарейок?• При купівлі лужних батарейок легко помітити, що термін зберігання у них набагато більший, ніж у сольових. Основним параметром "свіжості" батарейок, природно, є їх ємність, а лужні елементи втрачають ємність повільніше сольових. В якості граничної дати зберігання прийнято вказувати час, коли батарейка при нормальних умовах зберігання 20°С збереже 80% ємності для сольових елементів або 90% ємності для лужних.• • Сольова батарейка має термін зберігання близько 3 років від моменту виробництва, лужна (алкалайнова)-7 років, літієва - 10 років.• • 7. В яких пристроях доцільно використовувати акумулятори замість батарейок?• Рекомендується використовувати акумулятори в пристроях з високим струмом споживання (фото, відео техніка, іграшки, різні електронні прилади, побутова техніка тощо), і часто використовуваній техніці, оскільки в цьому випадку можна отримати максимально високі показники роботи акумуляторів.

• 8. Первинні елементи живлення - це батарейки?• Так.• • 9. Як відрізнити підробку?• Зовнішній вид підробки наближається до оригіналу практично на 100%. Так що, якщо Ви не професіонал, відрізнити за зовнішнім виглядом буде нелегко.• • • Звертайте увагу на ціну. У роздробі підробка завжди дешевше на 10-15%.• • Фірми-виробники періодично змінюють дизайн своїх елементів. Підробка відстає від цих подій приблизно на півроку.• • Найпростіший спосіб відрізнити підробку - по вазі. Оригінал

завжди важче. Але нещодавно з'явилася підроблена батарейка, яку виробники для обважнення підкладали свинець.• • На оригіналі повинен бути рівний зварний шов на упаковці - чіткі написи.• • Шукайте максимальний асортимент. "Підробщики" широким асортиментом не блищать.

• 10. Як утилізувати батарейки після використання?• Використання шкідливих для людини і навколишнього середовища речовин при виробництві різних виробів, у тому числі і батарейок, вимагає правильної їх утилізації після використання. На упаковці батарейок є попереджувальний значок, що забороняє їх викидати. У країні-виробнику є спеціальні пункти прийому відпрацьованих батарейок, але в Україні їх, на жаль, поки немає. Не можна допускати, щоб вони валялися на вулицях, газонах, в парках і т. д.

Утилізація в інших країнах світуПитання про утилізацію батарейок по-різному вирішується в різних країнах світу. Так, в Японії батарейки старанно збирають і зберігають до тих часів, коли буде винайдена оптимальна переробна технологія. А в Європі у всіх супермаркетах стоять контейнери для використаних батарейок. Запровадити таку практику хочуть і в Україні

Щорічно в Туреччині продається 9 000 тонн батарейок. І тільки 325 тонн з них піддаються переробці, інші викидаються, породжуючи загрозу для навколишнього середовища.

У Туреччині не проводиться переробка звичайних і перезаряджаються батарей. Тому їх відправляють в європейські країни. Залишилася в країні частина батарейок збирають на спеціальних звалищах в Ізмірі і Бурсі.

Висновок

1.  Із наявної інформації можна вказати, що підприємство не має промислової лінії для переробки (утилізації) батарейок в значних обсягах. Утилізувати літієві батарейки підприємство не може взагалі.

2.  У підприємства відсутні необхідні дозволи, висновки експертиз на діяльність, пов’язану із утилізацією батарейок. Таким чином у разі утилізації в промислових обсягах діяльність підприємства не можна буде назвати правомірною.

3.   В останні місяці спостерігається готовність до вирішення проблем утилізації батарейок в масштабі України, бажання налагодити державну систему збору, доставки використаних батарейок. Але вона має мати правове та технологічне підґрунтя.

4.Не будьте байдужими.Ми повині зберегти нашу природу.Бо другого шансу в нас вже не буде.